Проектирование геодезической сети сгущения и съемочной сети в равнинно-пересеченных и всхолмленных районах при стереотопографической съемке для получения карты масштаба 1:25 000 с высотой сечения рель - реферат

Московский Государственный Университет Геодезии и Картографии

кафедра геодезии

КУРСОВАЯ РАБОТА

тема: Проектирование геодезической сети сгущения и съемочной сети в равнинно-пересеченных и всхолмленных районах при стереотопографической съемке для получения карты масштаба 1:25 000 с высотой сечения рельефа 2 метра

работу выполнил: работу проверил:

студент ГФ II-1

Лебедев В.Ю.

Москва 1999 г.

Введение:

Курсовая работа представляет собой комплекс вопросов по проектированию геодезической сети сгущения, по планово-высотной привязке опознаков, а также имеет учебную цель: практическое использование учебных формул в конкретных технических задачах.

Глава 1

Разграфка и номенклатура листов топографической карты 1:5000 на участке съемки.

1.1. Определение географических координат углов рамки трапеции листа топографической карты масштаба 1:25000

N-41-41-A-а

N-14 буква, поэтому северная параллель рамки трапеции: 14ґ4°=56°

восточный меридиан рамки трапеции: (41-30)ґ6°=66°

1.2. Определение номенклатуры и географических координат углов рамок трапеции листов топографической карты 1:5000 на участке съемки

N-41-41

Схема расположения листов карт масштаба 1:5000

Глава 2

Проект аэрофотосъемки и размещение планово-высотных опознаков.

При стереотопографической съемке изготовление карт выполняют с использованием пар перекрывающихся аэрофотоснимков (стереопар)

Фотографирование местности при аэрофотосъемке выполняют с самолета автоматическими аэрофотоаппаратами.

2.1. Определение маршрутов аэрофотосъемки и границ поперечного перекрытия снимков.

Направление маршрутов аэрофотосъемки (съемки) выполнияют с востока на запад (с запада на восток). Первый маршрут, как правило, выполняют по северной рамке трапеций, последний - около южной. Съемку производят таким способом, чтобы снимки перекрывались по маршруту (продольное перекрытие Р=80 %-90% ) и поперек маршруту ( поперечное перекрытие Q=30%-40% ).

Пусть аэрофотосъемку выполняют АФА с фокусным расстояением 100 мм.. Примем масштаб фотографирования ( масштаб съемки ) в соответствии с инструкцией по топографической съемке равным 1:20000 ( m=20000 - знаменатель численного масштаба аэрофотосъемки ).

Пусть размер аэрофотоснимка 18см.ґ18см. ( l=18 см. - размер стороны снимка); продольное перекрытие Р=80 %. Поперечное перекрытие Q=30 %.

Базис фотографирования при аэрофотосъемке ( расстояние между центрами снимков в пространстве )

На карте масштаба 1:25000 ( М=25000 - знаменатель численного масштаба используемой карты ) базис фотографирования равен:

Расстояние D между осями маршрутов на местности равно:

Расстояние d между осями маршрутов на карте вычисляется по формуле:

Граница маршрута, определяющая поперечное перекрытие аэрофотосников находиться по обе стороны от оси маршрута.

На карте имеем:

2.2. Схема размещения планово-высотных опознаков на участке съемки.

Для выполнения фотограмметрических работ, в частности для трансформирования аэрофотоснимков ( устранение искажений и приведение снимков к масштабу создаваемой карты), необходимо иметь в пределах рабочей зоны каждого аэрофотоснимка четыре точки с извесными координатами, расположенные примерно по углам.

Любая контурная точка на снимке и на местности , координаты которой определены геодезическим способом, называется опорным пунктом или опознаком. При сплошной подготовке координаты опознаков определяют из наземных геодезических работ.

В последнее время производят разрешенную привязку аэрофотоснимков, т.е. значительную часть опознаков определяют фотограмметрическим методом.

При создании карты масштаба 1:5000 с высотой сечения рельефа h=2 м., высотные опознаки совмещаются с плановыми ( планово-высотные опознаки ).

Опознаки выбираются в зонах перекрытия. В качестве опознаков выбираю четкие контуры, которые четко опознаются на снимке с точностью не менее 0,1 мм. в масштабе создаваемой карты ( это могут быть перекрестки дорог, троп и т.д.). На крутых склонах опознаки не выбираются.

В районах где отсутствуют естественные контуры, которые можно было бы использовать в качестве опознаков, выполняют маркировку - создают на месте искусственные геометрические фигуры (круг, квадрат, и т.д.), которые четко изобразятся на аэрофотоснимке.

При создании карт в масштабе 1:5000 на участках, протяженность которых по направлению маршрутов аэрофотосъемки составляет 160-200 см. в масштабе создаваемой карты, опознаки располагают по схеме:

Схема расположения планово-высотных

опознаков.

Глава 3

Проект геодезической сети сгущения.

3.1. Проектирование и оценка проекта полигонометрического хода 4 класса.

Для сгущения ГГС проектируют полигонометрические ходы 4 класса таким образом, чтобы созданная геодезическая сеть сгущения наилучшим образом удовлетворяла задаче построения съемочного обоснования.

При проектировании следует руководствоваться инструкцией по топографической съемке для масштабов 1:5000, 1:2000,1:1000, 1:500.

Прооектировать желательно по дорогам, на вершине холма, не проектировать на пашне. В полигонометрические ходы можно включать опознаки, т.е. пункты можно объеденить с опознаками

Определение формы хода Т 3-Т 2

Критерии вытянутости хода.

1. Должно выполняься условие:

h_iў Ј ¹/₈ L

h_maxў=2118Ю ¹/₈ L=684

2118>684Ю Первый критерий не выполнен

2. Должно выполняься условие:

aў_i Ј 24

aў_max=72°

72°ў > 24°ў Ю Условие не выполнено

3. Должно выпоняться условие:

Ю Условие не выполнено

Вывод: так как не выполняеться 1,2,3 критерий, то ход являеться изогнутым

3.1.1. Определение предельной ошибки положения пункта в слабом месте хода.

Для запроектированного хода должно выполняться условие:

^ƒs /_[S] Ј¹/_T (для 4 класса ¹/_T= ¹/₂₅₀₀₀ )

т.е. ^пред.ƒs /_[S]=¹/_T

так как M= ^пред.ƒs /₂ , то средняя квадратическая ошибка M положения конечной точки полигонометрического хода до уравнивания будет равна:

M=^[s]/_2T=¹¹⁴⁸⁵/_50000=0,2297

Тогда предельная ошибка положения пункта в слабом месте полигонометрического хода после уравнивания равно:

пред.=2m_{в сл.м.х.}=M=0,230

3.1.2. Расчет влияния ошибок линейных измерений и выбор приборов и методов измерений.

Так как выполнено проектирование светодальномерного полигонометрического хода, то СКО (М) положения пункта в конце хода до уравнивания в случае, когда углы исправлены за угловую невязку, будет вычисляться с использованием формулы:

C учетом принципа равного влияния ошибок линейных и угловых измерений на величину М можно записать:

Для измерения длин линий необходимо выбрать такой светодальномер, чтобы выполнялось условие:

С учетом этой формулы можно записать:

Тогда:

Этим требованиям удовлетворяет светодальномер СТ5

Для этого светодальномера . Далее вычислим для каждой стороны хода в таблице 3.1

Должно выполняться условие:

- условие выполнено

Расчет предельных ошибок.

1. Компарирование мерной проволки.

2. Уложение мерного прибора в створе измеренной линии.

3. Определение температуры мерного проибора

4. Определение превышения одного конца мерного прибора.

5.Натяжение мерного прибора.

Следовательно, чтобы создать базис длиной 360 м. с предельной относительной ошибкой необходимо:

1. Выполнять компарирование мерного прибора с ошибкой 0.09 мм.

2. Выполнять вешение с помощью теодолита при измерении длины базиса

3. Температуру измерять термометром-пращой

Следовательно светодальномер СТ5 пригоден для выполнения измерений в запроектированном ходе.

Технические характеристики светодальномера СТ5

Средне квадратическая погрешность измерения расстояний, мм 10+5^.10^-6

Диапазон измерения расстояний, м

с отражателем из 6 призм от 2 до 3000

с отражателем из 18 призм от 2 до 5000

Предельные углы наклона измеренной линии ±22°

Зрительная труба

увеличение, крат 12

угол поля зрения 3°

пределы фокусирования от 15 м. до µ

Оптический центрир светодальномера:

увеличение, крат 2,5

пределы фокусирования от 0,6 до µ

Цена деления уровня светодальномера 30І

Средне потребляемая мощность, Вт 5

Цена единицы младщего разряда цифрового табло, мм 1

Большой отражатель:

количество трипель-призм 6

количество трипель-призм на отражателе с приставками 18

увеличение оптического центрира, крат 2,3

угол поля зрения 5°

пределы фокусирования от 0,8 до 6 м.

цена деления уровней 2ў и 10ў

Источник питания

выходное напряжение, Вт:

начальное 8,5

конечное 6,0

емкость при токе разряда 1 А и температуре 20° С, А^.ч не менее 11

допустимое уменьшение емкости, %

при температуре от +5° до +35° 10

при температуре +50° 20

при температуре -30° 40

Масса, кг :

светодальномера 4,5

светодальномера без основания 3,8

большого отражателя ( с 6 призмами ) 1,8

малого отражателя 0,5

подставки 0,7

источника питания 3,6

светодальномера в футляре 10,0

Габаритные размеры:

светодальномера 230ґ255ґ290

большого отражателя 60ґ170ґ320

малого отражателя 60ґ100ґ250

источника питания 300ґ80ґ150

футляра для светодальномера 335ґ310ґ340

3.1.3. Проектирование контрольного базиса и расчет точности его измерений для уточнений значений постоянных.

Измеряем 360 метровый отрезок базисным прибором БП-3 :

При расчетах точности измерения базиса исходим из условий самих наблюдений, а именно, из предположения о систематическом характере влияния источников ошибок на результат измерений.

3.1.4. Расчет влияния ошибок угловых измерений и выбор приборов и методов измерений.

С учетом принципа равных влияний СКО измерения угла m_b определим на основании соотношения: , где D_ц.т.,i - расстояние от центра тяжести хода до пункта хода i

тогда

Определим D_ц.т.,i графическим способом.

CКО измерения угла, ровна І

Следовательно, при измерении углов необходимо использовать теодолит 3Т2КП или ему равноточные.

Технические характеристики теодолита 3Т2КП:

Зрительная труба:

увеличение, крат 30

поле зрения 1°30ў

фокусное расстояние объектива, мм. 239

диаметр выходного зрачка, мм 1,34

пределы фокусирования от 1,5 доµ

пределы фокусировния с насадкой от 0,9 до 1,5 м

Отсчетная система

диаметр лимбов,мм 90

цена деления лимбов 20ў

увеличение микроскопа, крат 45

цена деления шкалы микроскопа 1І

Погрешность отсчитывания 0,1І

Уровни:

цена деления уровней при алидаде горизонтального круга:

целиндрического 15І

круглого 5ў

цена деления накладного уровня, поставленного по заказу 10І

Самоустонавливающийся индекс вертикального круга:

диапазон действия комренсатора ±4ў

погрешность компенсации 0,8І

Оптический центрир:

увеличение, крат 2,5

поле зрения 4°30ў

диаметр выходного зрачка, мм. 2,2

пределы фокусирования от 0,6 до µ

Круг искатель:

цена деления 10°

Масса, кг. :

теодолита ( с подставкой ) 4,4

теодолита в футляре 8,8

Расчет точности установки теодолита, марок и числа приемов при измерении углов.

Точность угловых измерений обуславливается следующими источниками ошибок:

ошибкой центрирования m_ц; ошибкой редукции m_р; инструментальными ошибками m_инстр.; ошибкой собственно измерения угла m_с.и. ; ошибкой, вызванной влиянием внешних условий m_вн.усл., ошибкой исходных данных m_исх.д.

_.

С учетом принципа равных влияний получим:

І

Определим допустимые линейные элементы редукции с учетом следующих формул:

, где S_min - наименьшая длина стороны запроектированного хода

с учетом таблицы 3.1. имеем S_min=480 м.

тогда : мм.

Следовательно теодолит и визирные марки необходимо визировать с помощью оптического центрира.

Расчитаем число приемов nў при измерении углов:

,

где -СКО визирования, для теодолита 3Т2КП

- СКО отсчета; =2.0 І

углы необходимо измерять 3 приемами.

Пояснительная записка.

При выполнении угловых измерений рекомендуется использовать трехштативную ( многоштативную ) систему. Для исключения влияния ошибок центрирования и редукции и, для сокращения времени измерений.

На начальном и конечном пунктах полигонометрии углы следует измерять способом круговых приемов, при этом должны выполняться следующие допуски:

- расхождение при двух совмещениях не более 2І

- незамыкание горизонта не более 8І

- колебание двойной коллимационной ошибки в приеме не более 8І

-расхождение сооответственно приведенных направлений в приемах не более 8І

Между приемами осуществляеться переустановка лимба на величину

На пунктах 1,2,3,4,5,6,7,8,9 углы следует измерять способом приемов (т.е. способом измерения отдельного угла)

Теодолит и визирные марки необходимо центрировать с помощью оптического центрира.

3.1.5. Оценка передачи высот на пункты полигонометрии геометрическим нивелированием.

Высоты пунктов полигонометрического хода определяются из геометрического нивелирования IV класса. Вычислим предельную ошибку определения отметки пункта в слабом месте полигонометрического хода после уравнивания.

, где - СКО отметки пункта в конце нивелирного хода до уравнивания

Сначала вычислим предельную невязку хода :

,где L=[S] - длина хода в км.

тогда предельная ошибка определения отметки пункта в слабом месте полигонометрического хода после уравнивания равна:

При производстве нивелирования рекомендуется использовать нивелир Н3КЛ

Технические характеристики нивелира Н3КЛ:

Средне квадратическая погрешность измерения превышения, мм.:

на 1 км. хода 3

на станции, при длине визирного луча 100 м. 2

Зрительная труба:

Длина зрительной трубы, мм. 180

Увеличение зрительной трубы, крат 30

Угол поля зрения зрительной трубы 1,3°

Световой диаметр объектива, мм. 40

Минимальное расстояние визирования, м. 2

Компенсатор:

Диапазон работы компенсатора ±15ў

Время успокоений колебаний компенсатора, с. 1

Погрешность компенсации 0,1І

Лимб :

Цена деления лимба 1°

Погрешность отсчитывания по шкале лимба 0,1°

Температурный диапазон работы нивелира от -40° до +50°

Коэфициент нитяного дальномера 100

Цена деления круглого уровня 10

Масса, кг.:

нивелира 2,5

укладочного ящика 2,0

Нивелирный ход прокладывается в одном направлении по программе IV класса:

-нормальная длина визирного луча - 100 м.

-минимальная высота визирного луча над подстилающей поверхностью - 0,2 м.

-разность плеч на станции не более - 5 м.

-накопление разности плеч в секции не более 10 м.

-расхождение значений превышений на станции, определенных по черным и красным сторонам реек, не более 5 мм. ( с учетом разности нулей пары реек ).

Глава 4.

Проектирование съемочной сети.

Все запроектированные в зоне поперечного перекрытия опознаки должны быть привязаны к пунктам геодезической сети сгущения или ГГС (пункты полигонометрии и триангуляции). При этом используются следующие методы привязки опознаков:

1) обратная многократная засечка

2) прямая многократная засечка

3) проложение теодолитных ходов.

Для определения высот опознаков применяют методы тригонометрического и технического нивелирования. Расчет точности выполняется исходя из требований инструкции. Для масштаба 1:5000 с высотой сечения рельефа 2 м. СКО определения планового положения опознаков не должна превышать 0,1 мм.^. m = 0,5 м. Предельная СКО не должна превышать 1 м. СКО определения высот опознаков не должна превышать 0,1 высоты сечения рельефа ( h ), h=0,1^.2 м.=0,2 м. Предельная СКО не должна превышать 0,4 м.

4.1. Проектирование и оценка проекта обратной многократной засечки

4.1.1. Расчет точности положения опознака определенного из обратной многократ ной засечки.

Расчет выполняется для опознока ОПВ№ 9

Наименование направления	ai°	S, км.
ОПВ 9-Т 3	280,0	1,475
ОПВ 9-пп2	333,5	1,430
ОПВ 9-пп3	16,7	1,325
ОПВ 9-пп6	63,8	3,915

Для определения СКО положения опознака М_р определенного из обратной многократной засечки опрделим веса Р_х и Р_у

Вывод: многократная обратная засечка обеспечивает необходимую точность определения планового положения опознака.

Пусть углы измеряются теодолитом 3Т5КП методом круговых приемов

Технические характеристики теодолита 3Т5КП

Зрительная труба

увеличение, крат 30

поле зрения 1°30ў

фокусное расстояние объектива, мм. 239

диаметр выходного зрачка, мм 1,34

пределы фокусировки от 1,5 до Ґ

пределы фокусировки с насадкой от 0,5 до 1,5 м

Отсчетная система

диаметр лимбов, мм 90

цена деления лимбов 1°

увеличение микроскопа, крат 70

цена деления шкалы 1ў

Погрешность отсчитывания 0,1ў

Уровни

цена деления уровня при алидаде горизонтального круга

целиндрического 30І

круглого 5ў

Самоустонавливающийся индекс вертикального круга

диапазон действия компенсатора ±4ў

погрешность компенсации 1-2І

Оптический центрир

увеличение, крат. 2,5

поле зрения 4°30ў

диаметр выходного зрачка, мм. 2,2

пределы фокусировки от 0,6 до Ґ

Круг искатель

цена деления 10°

Масса

теодолита (с подставкой), кг. 4,0

теодолита в футляре, кг 8,8

Расчитаем число приемов nў при измерении углов.

Следовательно углы следует измерять 2 приемами.

4.1.2. Расчет точности определения высоты опознака ОПВ № 9 полученного из обратной многократной засечки.

Для определения высоты опознака ОПВ №

производится тригонометрическое нивели-

рование по направлениям засечки, в этом

случае превышение вычисляется по форму-

ле . Будем считать, что

ошибками S_i, V_i, i. Тогда СКО предечи вы-

соты по одному направлению вычисляется

по формуле: и вес значения

высоты H_i: . Так как

окончательное значение высоты опознака равно среднему весовому из значений высот получаемых по каждому направлению, то СКО окончательной высоты равна: , где P_H=[ ] - сумма весов отметок по каждому направлению

отсюда, с учетом формулы для веса значения высоты, получим:

Вертикальные углы измерены теодолитом 3Т5КП с m_n=12І

Следовательно метод тригонометрического нивелирования обеспечивает требуюмую точность определения высоты опознока ОПВ № 9.

4.2. Проектирование и оценка проекта прямых многократных засечек.

4.2.1. Расчет точности планового положения опознака ОПВ № определенного из прямой многократной засечки.

Расчеты выполняются для опознака ОПВ № 2

Наименование направления	ai°	S, км.
ОПВ 2-Т 2	143,2	3,645
ОПВ 2-пп3	200,5	4,545
ОПВ 2-Т 1	260,3	2,585